數(shù)字無中心系統(tǒng)呼叫控制協(xié)議的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

無中心系統(tǒng)的數(shù)字化是將語音和控制信令進(jìn)行數(shù)字化編碼，以二進(jìn)制碼流形式傳播。本系統(tǒng)平臺(tái)使用CML公司MX618芯片進(jìn)行語音編碼，MX7041芯片對(duì)語音和信令進(jìn)行4FSK基帶調(diào)制，ARM7處理器作為系統(tǒng)的運(yùn)算控制核心。在此開發(fā)環(huán)境下，本文以數(shù)字無中心呼叫控制層協(xié)議為研究對(duì)象，提出并設(shè)計(jì)了一套基于無中心體制的呼叫控制協(xié)議數(shù)字化解決方案。該方案已應(yīng)用于數(shù)字無中心對(duì)講機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。

1 數(shù)字無中心呼叫控制協(xié)議概述
ETSITS 102490-DPMR標(biāo)準(zhǔn)描述了無中心系統(tǒng)的協(xié)議分層結(jié)構(gòu)，如圖2所示。呼叫控制協(xié)議處于無中心系統(tǒng)協(xié)議棧第三層，位于數(shù)據(jù)鏈路層之上，應(yīng)用層之下，是無中心系統(tǒng)的控制核心。

它為整個(gè)系統(tǒng)提供基本通話的建立、保持、拆線；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通話以及組呼；通話對(duì)象的選擇；遲后進(jìn)入、呼叫轉(zhuǎn)移等功能的支持。同時(shí)為承載數(shù)據(jù)、語音業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)鏈路層以及實(shí)施具體功能的應(yīng)用層提供接口，并且需要提供完備的上下層通用接口為將來的協(xié)議升級(jí)預(yù)留空間。
呼叫控制協(xié)議的設(shè)計(jì)包括呼叫控制流程、呼叫控制信令的設(shè)計(jì)以及后期的程序實(shí)現(xiàn)編碼，繼而形成獨(dú)立的呼叫控制協(xié)議功能模塊。

2 呼叫控制流程的設(shè)計(jì)
按照數(shù)字無中心對(duì)講機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了一套符合實(shí)際應(yīng)用的呼叫控制流程。呼叫控制流程描述了通信終端從通話建立到通話終結(jié)過程中產(chǎn)生的一系列動(dòng)作和事件。
處于待機(jī)狀態(tài)的移動(dòng)臺(tái)A和移動(dòng)臺(tái)B在控制信道守候。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)A按呼叫鍵呼叫移動(dòng)臺(tái)B，A在控制信道廣播發(fā)送針對(duì)B的呼叫建立請(qǐng)求信令，并轉(zhuǎn)到選擇的通話信道接收。B收到呼叫建立請(qǐng)求信令后若同意建立連接則轉(zhuǎn)到信令中標(biāo)識(shí)的通話信道，同時(shí)在此通話信道向A發(fā)送確認(rèn)信令。A接收到確認(rèn)信令后，雙方都進(jìn)入可通話狀態(tài)。若A按下PTT會(huì)向B發(fā)送語音頭幀+語音幀。
松開PTT后，發(fā)送尾幀表示此次A方的通話結(jié)束。B此時(shí)進(jìn)行語音幀的接收直至收到尾幀，A，B都進(jìn)入可通話狀態(tài)。之后雙方重復(fù)如上過程進(jìn)行通話。一旦A按下拆線鍵，就會(huì)向B發(fā)送拆線信令，雙方回到待機(jī)狀態(tài)。此流程如圖3所示。

3 呼叫控制協(xié)議的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
呼叫控制信令和隨路信令分別在控制信道和通話信道進(jìn)行傳輸。根據(jù)無中心多信道選址移動(dòng)通信系統(tǒng)體制，控制信令傳輸通道(控制信道)與通話信道完全分開，它整合若干條通話線路的控制信令，獨(dú)占一條公共的控制信道進(jìn)行傳送控制信令。
3．1 信道
控制信道控制信道主要用于廣播傳輸呼叫建立信令以及作為其他用途的信令的發(fā)送通道?？刂菩诺赖姆?wù)體制采用順序等待制原則，待前一條信令在控制信道中傳送完成后，接續(xù)的信令才能正常傳送。否則，進(jìn)行等待直到判斷出控制信道空閑。
通話信道通話信道負(fù)責(zé)傳送呼叫建立后雙方的語音、數(shù)據(jù)，同時(shí)通話信道也用于傳輸隨路信令。隨路信令包括了通話過程中一系列必要的控制信令。通話信道的服務(wù)體制采用呼損制原則，兩臺(tái)終端設(shè)備建立連接并占用一條通話信道后，此信道不能再被其他終端使用，直到終端拆線并釋放次通話信道。
如圖4所示，頻率為915．012 5 MHz的控制信道只用于通信雙方傳輸呼叫建立信令，通話信道則可以傳輸拆線信令、應(yīng)答信令等隨路信令。移動(dòng)臺(tái)在兩種信道間轉(zhuǎn)換，通話時(shí)守候在通話信道，通話結(jié)束或待機(jī)時(shí)返回控制信道。

無中心多信道選址移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道間隔為12．5 kHz時(shí)，系統(tǒng)共有158個(gè)信道。其中第一個(gè)信道915．012 5 MHz為控制信道，所有的呼叫信令都在該信道發(fā)出，其余157個(gè)為通話信道。呼叫控制的流程由控制信道和通話信道中控制信令的傳輸而貫通。由此，如何制定控制信令，如何處理通話信令流程中的所有狀態(tài)轉(zhuǎn)移事件便成為呼叫控制協(xié)議設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。
3．2 無中心呼叫控制信令的設(shè)計(jì)
呼叫控制信令是無中心系統(tǒng)中各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)，傳遞系統(tǒng)消息和命令。呼叫控制信令按照功能分為呼叫建立請(qǐng)求信令、呼叫應(yīng)答信令、拆線信令、語音始發(fā)信令、語音終結(jié)信令。